中美化学教材部分内容的比较与思考，本文主要内容关键词为：中美论文,部分内容论文,教材论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
（一）对基本概念的比较
Chemistry的基本概念：过去听说美国理科不重视概念教学，看来属误传。从教材的整个展开情况看，他们非常重视基本概念的教学，而且用很大的篇幅对概念的形成、意义和运用进行表述。不重视概念教学的印象也许来自于他们没有“单质”这个概念，曾经多次听人说：“美国的化学书中连单质这个概念都没有”。美国的教科书的确没有“单质”这个概念，但是他们的“元素（element）”一词有时却兼具我们“单质”的含义；有时“实物（Substance）”一词又具有我们的“纯净物（化合物）”的含义；我们还发现他们经常把“原子”一词与“元素”一词混淆。此外大多数概念的定义行文是严谨准确的，大多数概念的第一次出现都有科学定义。但也必须指出，Chemistry一书并非对所有概念给予同等程度的重视，而是更重视那些与重要理论相关的概念。
我国教材中的基本概念：其实我国教材中的基本概念虽然相对少但却有特色，以高中教材为例，通过三组贯穿教材始终的概念组形成了教材的三条重要脉络。这三个概念组分别是：氧化还原（初步概念在初中出现，进一步的相关概念高一第一章出现，以后各章反复运用，直到高三电解质溶液一章电化学部分结束，化学反应与物理变化达到了和谐与统一）、离子反应（其相关概念高一第三章出现，以后各章反复运用，直到高三电解质溶液一章才告结束。至此，我们的教材完成了对化学反应关系本质的三次提炼。第一次是基本反应类型，第二次氧化还原反应，第三次是离子反应及离子方程式）、物质的量（及各种化学量的相互关系高一第二章出现，以后各章反复运用），仅此而言，我们就实现了教材的高效，即用最少的概念把表面上杂乱无章的化学知识联系了起来。
（二）基本理论的对比
Chemistry的基本理论：Chemistry一书对理论的重视程度也远远超出我们过去的想象。例如：原子结构理论：4.0一章从道尔顿的原子概念讲到电子、质子、中子和原子核的发现，进而讲到亚原子粒子的新发现。从原子序数讲到质量数、同位素、原子质量和质谱仪。这章内容与我国高中教材的理论高度相当，只是更加生动丰富。11.0一章从原子模型的发展讲到原子的量子力学模型、原子轨道、电子构型、异常电子构型，进而讲到光和原子光谱、光谱学、量子概念、光电效应，最后以物质波和量子力学结束。12.0一章再次论及原子的大小、电子亲和能、电负性等问题。我们认为这种安排，即所谓螺旋上升的编排方式，同时又考虑到满足不同水平学生的学习需要，既可以全学又可以选学。又如：14.0共价键一章甚至论及配位健、共振论、分子轨道。再如：化学平衡一章论及熵、焓、自由能、平衡常数。而酸碱理论则论及三种酸碱理论和缓冲溶液，溶度积常数等。电化学论及标准还原电位、电池电动势等。
令我们佩服的是，他们竟总能找到如此深入浅出的表述方式。例如在谈到量子概念时，该书描述了普朗克观察到铁被加热时的颜色变化：随着温度的升高由黑变红，变黄，变白，变蓝。普朗克发现，如果假定物体的能量变化是不连续的（就象建筑物的砖头一样），他就能解释这一现象，……。研究这本书的过程中，我们多次感受到科学家自由驰骋的想象和人类精神之美。我们觉得，能把人类已经发现的那些非常重要的科学理论用这种浅显易懂的方式介绍给学生是一种有益的尝试。
特别值得一提的是，Chemistry一书非常重视基本理论的形成过程，这包括理论概念在头脑中的形成过程，也包括理论概念的历史形成过程。我们也注意到，在教学过程中，这两种形成过程往往相得益彰。而且，在描述理论概念的历史形成过程时很自然地联系到许多著名科学家的重要活动和伟大贡献。此外，重视与能量相关的理论也是他们的一大特色。
我们教材中的基本理论：我们教材中的基本理论主要有三部分：原子结构理论、化学反应速率与化学平衡、电解质溶液（包括电离平衡、水解平衡、电化学）。原子结构理论在初中讲了1～18号元素的原子结构简图，可算作是科学原子论的一种最为简单的表述，高中物质结构一章中提到了原子结构，就原子结构理论而言只上升了一点点，提了一下电子云，此外基本上就停留在了初中水平上。至于该章中提到的同位素、元素的平均原子质量、化学键、极性、几种晶体等内容不能算作原子结构的内容。化学反应速率和化学平衡及电解质溶液两部分内容安排在高三（选修课教材），这种安排无可厚非。由于我们的教材必须教完学完，化学平衡和电解质溶液放在最后有其合理性。从理论上说，不参加高考的学生可以不学这两章；对参加高考的学生来说，电解质溶液一章放在最后可以起到把前面各章的某些要害内容融合在一起的作用。此处所说的某些要害内容指与高考内容关联较大的内容，如：基本概念、元素及化合物、计算、平衡理论等。有专家认为能量变化应该是化学教材的主要脉络之一，但我们教材中能量变化这一题材显得过于单薄。
我们的基本理论被压缩到现在这个局面，并非是谁的灵机一动，而是经过了反复试用反复修改的过程，最后经多方磨合而达到的一种平衡状态。我们的教学要求用两个字概括就是“两全”，即全部教完，全部学完。在这种情况下，教材内容的任何微小变动都得慎重斟酌。事实上，现在只要改变教材中的任意一个因素，就必然引起一系列波动。从甲种本到必修选修本的理论部分的变化来看，现有体制下任何新教材的推出都有必要经过一个磨合调试期。
（三）元素及化合物的对比
Chemistry的元素及化合物：Chemistry一书论及的物质变化非常多，论及化学反应尤其是用化学方程式来表述的化学变化却相对较少。如：22.0金属和23.0非金属两章专门论述元素及化合物，内容涉及所有主族和常见过渡金属，却只有75个化学方程式，大多数篇幅用在了描述性介绍和运用性介绍。而第12.0化学的周期性一章中，则完全是描述性地介绍了主族元素和过渡元素、内过渡元素。有机化学部分共有反应式47个，核化学部分共有反应27个。其它地方出现的反应式和半反应式则是用来说明概念理论等，数量虽稍多但也有限而且重复，不能算作元素化合物内容。不过，从整体上看，虽然概念和理论部分所占的比重要较大，但是，物质的组成、结构和变化规律却是始终贯穿全书的线索之一，全书为我们提供了非常丰富的关于物质和物质变化的知识。所以一方面我们觉得还不能说美国教材淡化化学反应，另一方面，这样的可能性也是的确存在的：即，可能他们认为化学反应式更多地表现为记忆性知识，概念和理论则更多地表现为思想性知识。思想性知识是更为本质的知识。而人的记忆是有限的，思想却具有相对无限性，应该把有限的学习时间用于了解那些更为本质和更为精华的知识上。
我们教材中的元素及化和物：介绍的元素虽然不多，只有十多种（每个主族1至2种元素，过渡元素以铁作代表），但差不多都是系统介绍。所谓系统介绍是指在论述一种元素时，一定要先讲单质，再逐一讲解含该元素的各常见化合物，而论述具体物质时又比较重视完整地介绍该物质的物理性质、化学性质和制法等。以非金属单质氯气为例：（高一课本中）列出了色、味、态、毒、熔点、沸点等物理性质（包括一小点氯分子结构的知识）；化学性质则举出跟金属反应（钠和铜）、跟非金属的反应（氢气和红磷）、跟化合物的反应（水和碱）、然后是实验室制法（这类知识往往占据教学中很重要的地位）：氯气的用途则以巧妙的手法一带而过。我们可以说一个反应就是一个原理，也可以说学习化学的主要任务之一就是多学一些化学反应方程式，因为这是物质变化的规律。我们也的确在这方面下了很大工夫，以至于差不多可以根据每一条反应原理变通出乎均至少三个类似的反应。这样一来，中学生在我们的高中毕业时可以写出大约一千个反应式。更不用说由这些反应式引伸出来的繁杂的化学计算和各式各样的实验组合（我们往往把各种制备实验和一系列相应的性质实验用巧妙的装置图连接起来弄成考题考学生，以检测学生的实验能力……）。可以说，恢复高考20年我们在元素及化合物这方面投入了太大的人力物力，倾注了太多的心血，也取得了丰硕的成果，许多高考化学参考书的水平应该说是相当高的，特别是习题，有的习题令人叫绝（应该勇于承认这一点）。现在回头看看，想想，才觉得似乎应该作出一个判断，即哪些知识是最必要的？哪些知识将来即使被遗忘，但在其学习过程中大脑所经受的锻炼最大？是否存在这样的知识，学习过它的人即使将其遗忘了，但学习过程对他的影响的确使他获得了某种素质，而这种素质使得他的能力表现优于那些花了同样精力学习了另外一种知识而且也将其遗忘了的人？（假定两人的智商和情商相同）。或者说，哪些知识最有学习的价值？在所谓的知识爆炸时代到底是知识的价值大还是学习的价值大？我们认为这些都是编书者不得不考虑再三的问题。面对知识的剧增，将知识堆积并不断增加课程和学习年限的办法已行不通了，而需要对知识整体重新思考和筛选。
我们接着比较两国化学教材其他部分的内容。
（四）人物
Chemistry的人物：群星灿烂般众多而耀眼的科学家是Chemistry一书的又一特色，全书共介绍了75位人物。西方人对有贡献科学家的崇敬是一种传统，更是一种热情，对前人的崇敬趋向往往意味着对后人的期望趋向，民众对科学家的尊崇不亚于政治家和军事家，表现出一种对历史的真正尊重。许多科学家无论生前还是死后都一直享有崇高的荣誉。综观全书，75位人物基本按学科知识的发展顺序出现，重要理论都有人物，大多数人物有简介，人物介绍占据很大篇幅。以前没有读过这类课本，读后觉得这种做法有如下好处：①介绍人物的同时也介绍了科学发展史，而且让人感到科学创造并不神秘。②科学发展史的主要内容之一既是重要概念和理论的形成史，对其介绍同样有助于这些概念和理论在学习者头脑中的形成。③通过对人物的介绍使学习者感受科学家的品格、学习科学精神和科学方法。④人物介绍具有巨大的虽然有时可能是潜在的德育价值。
我们课本中的人物：在整个初、高中四本教材中提到12个人的名字，其中只有道尔顿、拉瓦锡、候德榜三人作了极其简短的介绍。太少的原因不太清楚，只能作点猜测。①我们国家有政治家和军事家青史留名的传统，文学家凭借盖世奇文也有让后世念念不忘的，科技才能通常不算经天纬地之才，故不值得千古传颂。②近代由中国人发现发明的科技成就在数量上远不及西方，值得一提的科技人物差不多都是西方的，编入教科书对宏扬爱国主义精神不利。③强调个人的贡献有英雄（相对）创造历史的嫌疑。④插入人物介绍会增大课本成本，从而增加老少边穷地区的学生家长负担。⑤认为人物介绍不具有教育价值或教育价值低。这些可能是我们对科技人物的教育价值和教育功能估计不足。
（五）插图
Chemistry的插图：Chemistry全书共有彩色插图582幅，内容涉及面非常广泛，如环境、工作场景、人物、科技史、实物、示意图、装置图（所占比例极小）、实验现象、器具、运动、模型、自然、天体、流程、谱图、图表等。丰富多彩，但其中实验装置简图却只有四幅。
我们教材中的插图：初高中四本教材中的插图共计286幅，内容涉及实验装置（所占比例很大）、模型、图表、实验现象、示意图、流程、人物、实物图片等。以我们教材的容量来衡量的话，插图并不算太少，只是装置图占的比例太大而显得单调。
（六）习题和参考书
Chemistry习题和参考书：Chemistry中的练习题分为练习、掌握、复习、挑战和研究五个层次。通常，前三个层次的习题难度不大（第12.0章涉及的理论高度很高，习题却仍保持在一个平和的水平上），可以说高度高而难度低。后两个层次的问题有一定难度，但不是智力游戏中所说的那种难度，而是必须查阅一定的资料，进行一番探究，甚至要提出自己的见解，某些题目可能要花几天的时间才能做完。这倒可能对激发学生的求知欲会有些帮助。有的习题则引导学生就科研过程进行模拟训练（如：7.设计一种检测环境中铅和铬这类有毒金属的方法），我们认为这是一种具有指向性引导的习题。整体上看，习题的配置量是相当大的。看来美国学生的课业负担并不轻，这和过去听说的大不一样。此外，教材中列出了大量参考书。
我们教材中的习题和参考书：如果仅从课本来看，我们的习题量不及美国教材，梯度和习题的指向性引导均不相同。但如果算上各种对付考试的参考书和一系列的各种辅助练习，我们的练习量超过美国的绝对有可能。至于梯度，我们也有，但通常表现为难度梯度而不是层次梯度。我觉得我们习题的指向性或者说习题的功能，主要是复习和帮助对教材内容的理解，这是必要的，但缺少对学生自主性学习和探究性学习指向性引导。教材中基本未列出参考书目。
结论：
通过以上对比分析，我们觉得，一个国家的教科书的形成不仅受到该国被普遍认可的教育理念的深刻影响，同时还受到国家主义价值趋向、以往教改经验、当前教改措施和特定教育体制下的某些习惯做法的深刻影响。从中美两套中学化学教材的分项对比分析中得出以下结论：
（1）体系
美国教科书的优点；体系完整、严谨。为了达到使体系完整的目的，教材尽量囊括与化学有关的所有概念和理论，这使得整个教材除完整和严谨外还显得丰富多彩，由于资料丰富，无形中使得教材具有了一种导学和导研的功能。缺点：较多倾向于体现教材本身的学科知识体系的完整性和学科知识的逻辑发展顺序，而较少顾忌大多数学生的认知心理发展水平是否能够接受那么多且那么难的知识；较少考虑大多数学生在规定教学时间内能否学完教材的全部内容；较少顾忌教材内容是否与其他学科的重复。这样的教材对少数精英学生尤其是对化学有特殊兴趣的学生来说非常有利，对一般学生特别是对化学没有特殊兴趣的学生来说就显得太多太难，必然导致许多学生不选学化学。
我们教材的优点：在充分考虑到学生认知水平发展的基础上我们的教材体系基本完整，但非常简明。所谓基本完整，准确地讲是指对高考来说基本够用。从学科体系的所谓完整性角度来说，我们的教材作了许多压缩。这体现在两个方面，一是凡其它学科有过的在化学教材中就自然被压缩了；二是层次较高的理论和概念被压缩。我们的绝大多数学生可以在规定时间内学完教材内容。缺点：毕竟删去了一些内容，而某些内容可能具有极高的教育功能，这使得我们的教材显得过于单薄，而且缺乏趣味性和导学导研功能，这样的教材虽然对大多数学生应付考试有利，但对学生的心智、品质和人格等的进一步发展并不一定有利，就少数对化学有特殊兴趣的精英学生来说是非常不利的。
（2）概念和理论
美国教材的优点：非常重视基本理论和基本概念。概念和理论的数量远多于我们的教材，而且绝大多数表述是科学准确的，特别重视理论和概念的形成过程，即其历史形成过程和在学生头脑中的形成过程。对一些层次较高的理论概念知识，宁愿低调处理也不轻易舍去，这是使得教材体系显得完整丰满的重要原因之一。缺点：过分重视学科知识的逻辑发展顺序，而对学生认知水平的发展考虑虽然也时有体现但不如我们的充分。
我们教材的优点：必须承认我们的教材用最低限度的理论和概念知识构筑起了一个相对完整的学科体系，可以说是一个非常经济的体系。我们的教材非常注重处理学科知识的出现时机，尽量使之与学生的学习能力的发展相适应。这是国家教育体制整体运作过程中多种因素磨合的必然结果。缺点：基本理论和基本概念稍显单薄，舍去了许多有价值的东西。许多专家认为被舍去的那些东西是大学才有必要接触的，而忽略了学科知识的其它教育功能。对学科知识体系中的相当部分内容作压缩或舍去的另一些主要原因可能是较多地考虑学生能否在规定时间内学完全部教材内容；担心部分学生学不懂或者负担太重；甚至认为许多知识学了没用，因为今后不一定人人都搞化学专业，我们认为这是对化学的教育功能的误读。
鉴于我国目前的实际情况，教材的理论高度应和全国性考试的难度成某种特殊的匹配关系。从发展的趋势看应该是考虑难度逐渐降低的同时教材的理论高度可以适当提高，允许教学上的高起低落。
（3）元素部分
美国教材比较重视描述性知识和运用性知识而不太重视那种用化学方程式表示的系列性的化学性质和物质的实验室制备等知识。如果不看化学方程式的统计数字的话，应该说美国教材中的元素及化合物知识是相当丰富的。
在我们的教材中元素部分不大重视描述性知识和运用性知识，而比较重视那种用化学方程式表示的系列性的化学性质和某些物质的实验室制备等知识。理论和概念的压缩可能是导致元素及化合物知识相对增多的部分原因。其实如果不是单纯从化学反应式的数量这个角度看，则我们教材中的元素及化合物知识也不能算是太多，况且教学中要淡化它是很容易做到的。但是既然理论和概念已被压缩到这个程度，考试命题就只好向计算、元素及化合物、制备、纠缠某些细节或枝节等方面倾斜。所以我们对元素部分的重视可能只是一种变相的重视。
就本论文所能达到的深度还不足以令人信服地说明到底是重视理论和概念多一点好呢还是向元素倾斜多一点好，元素及化合物在教材中的合理比例这个问题有待于进一步深入研究。
（4）教材的表观特征
Chemistry一书生动有趣，有极强的可读性，即便是层次较高的理论部分也仍然保持了这个特点。之所以能够做到这点，主要有两个原因，一是文字表述尽可能生动和详尽；二是充分利用了各种图片、图表和科技绘图。从教材的整体情况看，所谓STS内容更多地表现为教材的辅助性资料。STS内容在与概念理论等核心知识所形成的血肉关系中并没有被过分夸大。
我们教材的表现特征：非常简洁、显得容量不大、稍欠生动有趣、可读性较差。对不了解我国考试制度和考试水平的人来说，可能会误认为我国的教材很容易对付。其实如果没有长期从事本行工作经验的教师帮助，靠一般水平的自学要想达到我国的考试要求特别是高考要求是非常困难的。我们认为今后在经济条件允许的情况下应尽量使我们的教材文字表述生动详尽，展现方式尽可能丰富多彩。
（5）其他教育素材的运用
美国教材特别重视科学史、科学家和重大科技成果及其形成过程所具有的教育价值。那种对科学家的崇敬之情在书中随处可见，让人印象深刻。我们认为这种对科学家的崇敬趋向得以产生的直接原因就是对青少年学生的潜在期望。这样做只有优点。如果硬要找一个缺点的话，也只有一个，即这是使课本容量偏大的一个因素。
我国教材不太重视科学发展史以及科学家和重大科技成果形成过程所具有的教育价值。
过去许多年来我们的各科教材所共同具有的特点之一是不太重视非本学科知识及非本学科素材的教育价值，甚至有时连本学科知识和素材的教育价值都没有得到充分认识和挖掘。这方面的问题应该可以认为是一种严重的弊病。长期以来，化学老师为教化学而教化学，学生为学化学而学化学，这无疑是远远不够的。建议今后在新教材的编辑过程中要尽可能挖掘各种教育素材的教育功能。
中美两国教材给我们的整体印象：
对Chemistry一书的整体印象：相对于我们的教材来说Chemistry对知识的描述非常细致，定律定义的表述科学准确，无论从描述性文字还是从实际学科知识内容看其实量都显得过大（仅从章目录看似乎相差不大，实际内容要大得多），但同时也显得更为严密、完整和丰富。全书共有26章，每章又由若干个小单元组成。而每个小单元重点解决一个概念或理论问题（有时也插入一些次要概念）。各个小单元所涉及概念和理论既大致体现了逻辑性和科学性的发展关系，又相对独立，可分专题选学。当然，由于本学科的特殊性，也有的地方不得不以跳跃的方式递进，而难度较大的部分则以螺旋上升的方式展开。另外，该书的编制并没有为了强调化学的学科体系而刻意回避或排斥物理学科的概念和理论，体现了物理和化学两个学科相辅相成的互补关系，使学科间的交叉和渗透自然贴切而且生动。STS内容虽然丰富，但不是主题，而是以教辅材料的形式自然地出现，这些材料的存在使抽象变得具体、使呆板枯燥的理论变得生动有趣、使概念和理论这些核心知识得以深化、可读性较强。以我们的教学方式和教学要求来教这本教材，四年难以学完，学生也将难以承受。
那么美国的教师和学生是怎样对付这样一本书呢？从前面的介绍我们了解到，美国学生选修课程的自由度相当大，学生在选择时往往避重就轻，物理和化学常被忽视。化学作为科学教育的一个组成部分，不可能整个高中阶段都学，而只能学一到两年，所以许多学生可能只学习其中的某些章节。教师对学生的成绩评价多半依据平时小考甚至视其努力程度不同酌情评判，由于进大学虽然也有全国统一考试，但化学成绩的考查比重相对较小，主要参考平时成绩。对学习成绩的评价也就不会大苛刻，学生对这本大书自然不会感到太沉重。不过，既然编出体系如此庞大的课本，就肯定有学生能够学完学好。据我们所知，的确有一些高水平的学生为考一流大学或为了获取奖学金，在中学阶段化学就学得相当好的，甚至有的学生在中学阶段就因此获得一定的大学学分。也许在他们看来，一般的孩子可以只学其中的一部分作为对科学的一种了解，而对有天赋的孩子和对化学有特殊兴趣的孩子则可以借助该书所提供的学科线索作更为深入广泛的学习，以期让不同层次和有不同需要的孩子获得在某种意义上自由发展的空间。
对我国教科书的整体印象：《高中化学》必修选修本是我国教育实践的产物，是师、生、考多方长期磨合的结果，应该说是有其优点的。比如说高压缩性，高简洁性，低成本，与物理教学相配合尽量避免对已学物理知识的重复教学，教材内容的取舍取决于教、学、考及与其它学科的相互关系的这种互动与磨合等。但我们的教材从甲种本到必修选修本，内容虽有增减，内容的排列顺序也有不同，的确也在变，但表述的语言特点却是一样的，即非常简练却不适合于学生阅读自学。
另外，我们比较重视化学反应关系。特别是重视元素及化合物化学性质的系统性、物质的实验室制法等。基本理论部分可能已经被压缩到了最低限度。我们认为，由于对教学的统一要求（例如：要求教师全部教完，所有学生全部学完并达到一定水平）的各种做法已形成习惯，而且将会存在相当长的时期或变相存在相当长的时期，像Chemistry这样的教科书若在我国使用，对中等及中等以下的学生来说将会是一场灾难。